煤礦配煤自動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】煤礦配煤自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括裝有配煤專家系統(tǒng)的控制器、PLC控制系統(tǒng)、給煤機(jī)和電子皮帶秤，所述的PLC控制系統(tǒng)由PLC控制柜和PLC上位機(jī)組成，裝有配煤專家系統(tǒng)的控制器通過OPC通信接口與PLC控制系統(tǒng)中的PLC上位機(jī)連接，給煤機(jī)設(shè)置在電子皮帶秤一側(cè)，并由PLC控制柜控制，電子皮帶秤的檢測信號(hào)輸出至PLC控制柜。本實(shí)用新型的煤礦配煤自動(dòng)控制系統(tǒng)，具有較準(zhǔn)確的預(yù)算能力和較強(qiáng)的泛化能力。同時(shí)，系統(tǒng)使用安全可靠，維護(hù)方便，自動(dòng)化程度高，適用范圍廣，能夠充分滿足生產(chǎn)線的需求，具有廣泛的市場前景。
【專利說明】煤礦配煤自動(dòng)控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及配煤程控【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的說是一種煤礦配煤自動(dòng)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，常用的配煤算法有加權(quán)平均計(jì)算、回歸公式計(jì)算以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算等。加權(quán) 平均計(jì)算相對(duì)簡單，但計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于回歸可以逼近任何函數(shù)，但它是基于 經(jīng)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)最小化原則的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，導(dǎo)致對(duì)未經(jīng)訓(xùn)練的新數(shù)據(jù)泛化能力較差。而我們使 用的最小二乘算法不僅基于最小化經(jīng)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)，而且基于最小化置信范圍，具有較強(qiáng)的泛化 能力。最小二乘算法將二次規(guī)劃問題轉(zhuǎn)化為一組線性方程的求解，減少了計(jì)算機(jī)量，大大提 高計(jì)算速度。
[0003]目前在配煤企業(yè)中，經(jīng)常使用兩套系統(tǒng):配煤專家系統(tǒng)和配煤控制系統(tǒng)。配煤專家 系統(tǒng)通過配煤煤種和目標(biāo)煤種的各個(gè)參數(shù)，計(jì)算出配煤煤種之間的比例關(guān)系。配煤控制系 統(tǒng)則根據(jù)這個(gè)比例來調(diào)節(jié)各個(gè)配煤煤種給煤機(jī)的速度，以實(shí)現(xiàn)配煤目標(biāo)。由于煤種的數(shù)目 和參數(shù)值會(huì)經(jīng)常發(fā)生變化，每次發(fā)生變化后，都需要人工將配煤專家計(jì)算出來的比例輸入 到配煤控制系統(tǒng)，配煤現(xiàn)場的設(shè)備中還沒有同時(shí)具備計(jì)量和控制的設(shè)備。這種情況下，即使 配煤專家系統(tǒng)計(jì)算出最合理的方案，但在人工估測給煤量的方式下，還是存在相當(dāng)大的誤 差，難以實(shí)現(xiàn)實(shí)際操作與配煤方案要求的一致性，而且費(fèi)時(shí)費(fèi)力，配煤的準(zhǔn)確度較低。
[0004]若在配煤專家系統(tǒng)軟件的幫助下，再通過一套精確的給料控制系統(tǒng)來保障其各單 煤給煤量準(zhǔn)確性，則不僅保證了配煤煤質(zhì)參數(shù)的穩(wěn)定性，更能為企業(yè)節(jié)省大量的原煤。因 此，煤場配備一套合理的配料自動(dòng)控制系統(tǒng)與配煤專家系統(tǒng)軟件相結(jié)合將是保證配煤工作 高效、精確的重要舉措，也是企業(yè)進(jìn)行優(yōu)質(zhì)煤生產(chǎn)，提高工作效率，節(jié)省能源的重要保障。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)中配煤算法泛化能力弱，所得配煤煤質(zhì)參數(shù)不穩(wěn)定，工作效率低 等技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種煤礦配煤自動(dòng)控制系統(tǒng)，其算法優(yōu)越，誤差小，計(jì)算速 度快，將PLC控制系統(tǒng)與配煤專家系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)配煤控制自動(dòng)化，既提高了工作效率， 又增加了配煤的準(zhǔn)確性。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是:煤礦配煤自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括配 煤專家系統(tǒng)控制器、PLC控制系統(tǒng)、給煤機(jī)和電子皮帶秤，所述的PLC控制系統(tǒng)由PLC控制 柜和PLC上位機(jī)組成，配煤專家系統(tǒng)控制器通過OPC通信接口與PLC控制系統(tǒng)中的PLC上 位機(jī)連接，給煤機(jī)設(shè)置在電子皮帶秤一側(cè)，并由PLC控制柜控制，電子皮帶秤的檢測信號(hào)輸 出至PLC控制柜。
[0007]所述的給煤機(jī)至少為兩個(gè)，每個(gè)給煤機(jī)均對(duì)應(yīng)一個(gè)配煤倉和一個(gè)電子皮帶秤。
[0008]有益效果:本實(shí)用新型的煤礦配煤自動(dòng)控制系統(tǒng)，配煤專家系統(tǒng)采用的最小二乘 算法，具有較準(zhǔn)確的預(yù)算能力和較強(qiáng)的泛化能力，并且配煤軟件系統(tǒng)通過OPC通信接口與 PLC控制系統(tǒng)相聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了配煤自動(dòng)控制。通過這套系統(tǒng)，提高了配煤產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性，滿足了不同用戶對(duì)煤炭品種不同的品質(zhì)要求，避免了產(chǎn)品質(zhì)量不合格和產(chǎn)品質(zhì)量過剩問題的發(fā)生，降低了相關(guān)人員的工作量，配煤精度得到大大提升，提高了生產(chǎn)率，節(jié)省了能源消耗。同時(shí)，系統(tǒng)使用安全可靠，維護(hù)方便，自動(dòng)化程度高，適用范圍廣，能夠充分滿足生產(chǎn)線的需求，具有廣泛的市場前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框架圖。
[0010]圖2為本實(shí)用新型的配煤結(jié)構(gòu)框架圖。
[0011]附圖標(biāo)記:1、配煤專家系統(tǒng)控制器，2、PLC上位機(jī)，3、PLC控制柜，4、電子皮帶秤，
5、給煤機(jī)，6、配煤倉，7、目標(biāo)煤倉。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】:
[0013]煤礦配煤自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括配煤專家系統(tǒng)控制器1、PLC控制系統(tǒng)、給煤機(jī)5和電子皮帶秤4，所述的PLC控制系統(tǒng)由PLC控制柜3和PLC上位機(jī)2組成，配煤專家系統(tǒng)控制器I通過OPC通信接口與PLC控制系統(tǒng)中的PLC上位機(jī)2連接，給煤機(jī)5設(shè)置在電子皮帶秤4 一側(cè)，并由PLC控制柜3控制，電子皮帶秤4的檢測信號(hào)輸出至PLC控制柜3。
[0014]所述的給煤機(jī)5至少為兩個(gè)，每個(gè)給煤機(jī)5均對(duì)應(yīng)一個(gè)配煤倉6和一個(gè)電子皮帶秤4。
[0015]本實(shí)用新型的配煤專家系統(tǒng)采用最小二乘算法，最小二乘算法不僅基于最小化經(jīng)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)，而且基于最小化置信范圍，具有較強(qiáng)的泛化能力。最小二乘算法將二次規(guī)劃問題轉(zhuǎn)化為一組線性方程的求解，減少了計(jì)算量，大大提高了計(jì)算速度。
[0016](I)算法實(shí)現(xiàn)
[0017]配煤的質(zhì)量參數(shù)有:煤的灰`分、硫分、水分、揮發(fā)分、以及粘結(jié)系數(shù)。用變量V t V
>v V 4、V i分別來表示配煤中的五個(gè)質(zhì)量因子，與之相對(duì)應(yīng)的每一種單煤，也都將有這五個(gè)參數(shù)所描述的質(zhì)量向量。因此建立的配煤各質(zhì)量參數(shù)和單種煤質(zhì)量參數(shù)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系如式⑴所示。
= ?nvn + ^i2 vi2 + aI3vB + ……++ Ci
V2p = a21V21 + a22V22 + aTSV 23 +……+ a2nV2n + C2
「 n 、V- = O31V31 + O32V32 + Q33V33 + …+ g3?v3? + C3
[0018](I) <
V4p = ?41V41 + Oi2V42 +G43V43 + ……+ a4?v4? + C4
vSp = aSIvSl + a52V52 +a53V5S + + aSnVSn + C5
[0019]該公式總共假定進(jìn)行配煤的原煤種類共有n種，即有n個(gè)備煤選項(xiàng)，每一種備煤都選取了 V I到V S五個(gè)質(zhì)量因子,分別用V Ii %表示,其中i=l, 2，3...，n。在式中，v lp
、分別表示通過這n個(gè)備煤所混合形成的配煤當(dāng)中，質(zhì)量因子Vi vs的數(shù)值。式中C ,飛 > 所表示的含義是在建立每一個(gè)單種煤的質(zhì)量因子與配煤的質(zhì)量因子之間的線性關(guān)系時(shí)所附加的常量，該常量反應(yīng)的也是單種煤與配煤之間的質(zhì)量因子之間的估計(jì)誤差，如果配煤和單種煤之間的質(zhì)量關(guān)系滿足完全的線性關(guān)系，那么C I C E該都等于O，如果配煤和單種煤之間的線性關(guān)系不滿足完全的線性關(guān)系，那么用該線性模型分析單種煤與配煤之間的質(zhì)量關(guān)系時(shí)，需要盡可能的使得C1Is的質(zhì)量關(guān)系均趨近于O，因此，在C s的實(shí)際
所選數(shù)值中，每個(gè)C j的值應(yīng)該是滿足式(2)所述的關(guān)系式:
[0020](2) Cj -N(0,02')
[0021]即C /應(yīng)該是一個(gè)中心值為0的正態(tài)分布變量。對(duì)式(I)米用下列公式來表不可以得到的簡化的公式如式(3)所示。
【權(quán)利要求】
1.煤礦配煤自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括配煤專家系統(tǒng)控制器(I)、PLC控制系統(tǒng)、給煤機(jī)(5)和 電子皮帶秤(4)，其特征在于:所述的PLC控制系統(tǒng)由PLC控制柜(3)和PLC上位機(jī)(2)組 成，配煤專家系統(tǒng)控制器(I)通過OPC通信接口與PLC控制系統(tǒng)中的PLC上位機(jī)(2)連接， 給煤機(jī)(5)設(shè)置在電子皮帶秤(4) 一側(cè)，并由PLC控制柜(3)控制，電子皮帶秤(4)的檢測 信號(hào)輸出至PLC控制柜(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦配煤自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的給煤機(jī)(5)至少 為兩個(gè)，每個(gè)給煤機(jī)(5)均對(duì)應(yīng)一個(gè)配煤倉(6)和一個(gè)電子皮帶秤(4)。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK203444298SQ201320445123
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月25日
【發(fā)明者】周國賓, 張劍峰, 馬松波 申請人:平頂山中選自控系統(tǒng)有限公司